Pyrogazéification : des soutiens attendus pour confirmer la dynamique de la filière en France

15 juillet 2021
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Grâce à leur grande flexibilité en termes d’intrants, de capacités et de voies de valorisation, les procédés de pyrogazéification peuvent être intégrés dans divers écosystèmes. Une filière française est aujourd’hui prête à déployer ces technologies et les acteurs des territoires (industriels, gestionnaires de déchets, collectivités, etc.) y reconnaissent une réponse pertinente aux enjeux locaux de valorisation des déchets non recyclables et de décarbonation des consommations énergétiques via une production d’énergie renouvelable, non intermittente, stockable et transportable. Pour confirmer cette dynamique et soutenir les acteurs d’ores et déjà engagés, des aides concrètes doivent être mis en place.

Historique de la pyrogazéification

Développée dès la fin du XVIIIe siècle, la gazéification de combustibles solides (bois, charbon) a permis la production d’un gaz de synthèse riche en hydrogène, d’abord utilisé en production de chaleur ou dans des moteurs à vapeur, puis au début du XXe siècle, pour la production de gaz de ville. Ces technologies ont connu un regain d’intérêt lors du choc pétrolier des années 70 pour produire de l’énergie et des carburants à partir de ressources locales, la baisse des prix des combustibles fossiles ayant par la suite freiné cet engouement. 

Depuis le début des années 2000 et face à l’urgence climatique, de nombreuses unités de pyrogazéification valorisant des biomasses et déchets divers ont vu le jour. Une filière valorisant le syngaz en usage direct (chaleur, cogénération) est aujourd’hui largement développée : l’IEA* compte en effet près de 1500 unités en fonctionnement dans le monde, avec des capacités allant de quelques dizaines de kW à plusieurs MW. En France, cette voie connaît une belle dynamique, par exemple :

  • Récemment mise en service et exploitée par Dalkia, l’installation Dall Energy à Rouen (17 MW) permet de valoriser un large spectre de biocombustibles pour alimenter le réseau de chaleur urbain ;
  • 2 projets de gazéification de biomasse portés par la société bretonne Energy&+ ont été lauréats fin 2019 de l’appel à projets CRE cogénération biomasse (2 MWe en Auvergne-Rhône-Alpes et 800 kWe en Bretagne). La valorisation du biochar co-produit permettra de stocker 3250 t/an de CO2 biogénique.

Depuis une quinzaine d’années, une nouvelle génération d’unités intégrant des procédés de pyrogazéification émerge avec pour objectif la production de molécules de synthèse (CH4, H2, biocarburants) permettant de remplacer nos consommations fossiles.

* IEA Bioenergy Task 33 “Status report on thermal gasification of biomass and waste” (2019)

Un intérêt croissant des acteurs des territoires pour les procédés de pyrogazéification

Le respect de la hiérarchie de traitement des ressources territoriales est un pilier du développement souhaité par les acteurs de la filière pyrogazéification. Ainsi, seuls des intrants non valorisables directement sous forme alimentaire ou matière sont visés, notamment : des biomasses résiduelles issues d’activités diverses (sylviculture, agriculture, agroalimentaire, etc.) et des déchets solides carbonés non recyclables via les techniques actuellement disponibles (Combustibles Solides de Récupération, Déchets d’Eléments d’Ameublement, plastiques non recyclables, etc.).

En ouvrant la porte à d’autre voies de valorisation de ces ressources que la chaleur directe, la pyrogazéification est de plus en plus reconnue par les acteurs des territoires comme une solution complémentaire à développer pour répondre aux enjeux auxquels ils sont confrontés. Pour les filières forêt-bois, agricole, industrielle et déchets, elle constitue en effet un exutoire non intermittent et complémentaire à la combustion « classique » pour des ressources en manques de débouchés (résidus d’activités, CSR, bois déchets, etc.), offrant une multiplication des usages énergétiques et/ou des capacités de stockage et de transport via l’injection en réseau de méthane de synthèse.

Une variété de projets illustrant le caractère polyvalent de cette filière 

Production de chaleur, cogénération, production de méthane de synthèse injectable, d’hydrogène, de biocarburants, de biochar, recyclage chimique de plastiques complexes, etc. Les voies de développement de la filière sont multiples et les projets qui émergent aujourd’hui en France, articulés autour de divers schémas d’économie circulaire selon les ressources et les besoins locaux, illustrent bien cette polyvalence.

  • Injection de méthane de synthèse : 

La production de méthane de synthèse injectable par pyrogazéification de biomasse et de déchets non recyclables profite de plusieurs retours d’expérience issus de démonstrateurs européens (Güssing, GoBiGas, GAYA) et a atteint un stade de maturité technologique permettant d’engager son passage à l’échelle commerciale. Plusieurs projets industriels sont bien engagés en France : citons par exemple les projets de Qairos Energies et HYMOOV, lauréats du « bac à sable réglementaire » de la CRE (voir encadré) ou encore le projet Salamandre porté par le groupe ENGIE qui, fort des avancées de la plateforme de démonstration à échelle semi-industrielle GAYA, envisage la construction d’une première unité industrielle au Havre à partir de 2023 (jusqu’à 150 GWh de gaz et 45 GWh de chaleur renouvelables via la valorisation de 70 000 t/an de déchets non recyclables). 

Le développement de cette filière dépendra bien sûr de la mise en place de mécanismes de soutien par les pouvoirs publics et notamment d’un tarif d’achat sur le gaz de synthèse injecté dans les réseaux. Ces avancées nécessaires à l’équilibre économique des premières unités industrielles sont attendues par les acteurs, notamment dans le cadre de la mise en place des contrats d’expérimentation pour la production innovante de biogaz introduits dans la Loi Energie-Climat.

Bac à sable réglementaire de la CRE : 2 projets de pyrogazéification vont bénéficier de dérogations

La loi Energie Climat a introduit un dispositif d’expérimentation permettant d’apporter un cadre juridique adapté aux projets d'expérimentation de technologies ou services innovants en faveur de la transition énergétique. A l’issue d'une analyse approfondie, la CRE a annoncé fin mars 2021 avoir décidé d’octroyer des dérogations dans les domaines relevant de sa compétence à 9 projets, dont 6 liés à l’injection des "nouveaux gaz" (issus de pyrogazéification et de power-to-gas) dans les réseaux gaziers.

Parmi les projets retenus, on trouve 2 projets de production de biométhane par pyrogazéification : un projet de gazéification de cultures intermédiaires issues de l’agriculture locale porté par QAIROS Energies et un projet visant à valoriser des déchets de bois par pyrogazéification porté par HYMOOV (IREMIA-IDEA).

 

 

  • Production d’hydrogène :

La pyrogazéification constitue également une voie de production d’hydrogène renouvelable ou bas-carbone. Au-delà de nos frontières, il existe des références comme l’installation Ebara au Japon qui fabrique depuis 2003 de l'hydrogène à partir de déchets plastiques non recyclables pour un industriel qui l’utilise comme matière première pour la synthèse de l’ammoniac.

Une filière de production d’hydrogène par transformation thermochimique de biomasse ligneuse et de déchets non recyclables a d’ores et déjà émergé en France et aura besoin de bénéficier, au même titre que l’électrolyse, des appels d’offres introduits par l’ordonnance hydrogène. 

  • Production de biocarburants avancés :

Les biocarburants produits par pyrogazéification peuvent être du carburant aérien (jet fuel), du diesel ou encore du méthanol/éthanol (utilisables dans les moteurs essence). À Dunkerque, le projet BioTfuel, qui doit valider la production de biocarburants de 2ème génération par voie thermochimique et ainsi ouvrir la voie à l’industrialisation, touche à sa fin : Bionext et ses partenaires ont récemment annoncé avoir franchi une étape cruciale dans le développement du biokérosène à faible teneur en carbone, avec la production de produits de synthèse Fischer-Tropsch à partir de biomasse issue de déchets de bois.

  • Développement du recyclage chimique :

La filière de pyrogazéification de plastiques, permettant leur recyclage chimique, émerge actuellement. Ce nouveau type de recyclage permet d’optimiser la valorisation de certains déchets plastiques ne pouvant faire l’objet d’un recyclage mécanique, notamment en les transformant en huile de pyrolyse ou en syngaz, pouvant à leur tour être utilisés pour la production de nouvelles matières plastiques.

Par Madeleine ALPHEN, Déléguée Générale du Club Pyrogazéification (ATEE)